有相互接触的n型和P型导电区的半导体集成电路器件制造技术

为了将带有ＳＯＩ结构的半导体集成电路在运行时在电源线和地线上所发生的电位波动减至最低限度，并提高散热效率和运行可靠性，采用了一种不增加面积的简单结构。它有形成在用以隔离晶体管的一层埋入的绝缘层下面的ｎ型半导体导电区和Ｐ型半导体导电区。由一晶体管引伸的球面电源线不经开关或其类似物直接与ｎ型导电区相连。同样，由另一晶体管引伸的球面地线直接与Ｐ型导电区相连。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用绝缘体衬底上硅(SOI)的半导体集成电路器件，并且涉及到为防止电源线和地线上的电位波动而造成电路故障和运行速度变化的一种技术，它的结构简单无需增加面积并能进一步改善散热效率。已知的半导体集成电路器件包括体MOS器件和SOI器件。首先，SOI器件是一种具有SOI结构的半导体集成电路器件，其中P沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管形成在一层半导体层中，这层半导体层夹隔一层绝缘层形成在一块P型或者n型半导体衬底上(此后称此为相关技术1)。按照相关技术1，在SOI类型的半导体集成电路器件中，尤其是P沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管被联接到电源线、地线和信号线上，并具有倒换器电路的性能。按照相关技术1，由于扩散层的电容能够做得较小，随着信号线充电所需的时间变短因而运行速度变高，从这个观点看，这种SOI类半导体集成电路器件得到了胜过常规的体CMOS器件的好处。然而，产生在电源线和地线之间的扩散层电容也变小了。一般说来，在半导体集成电路器件中，当流过一次大电流时，例如，当驱动一个输出缓冲器时，由于引线和焊线的阻抗容易引起电源线和地线上的电位波动。然而，通常情况下在常规体CMOS器件中，还用电源线向一n型井施加电压，并且还用地线向一P型井施加电压。这些井的大电容工作在电源线和地线之间。此电容实现着一个旁路电容器。因而，在体CMOS半导体集成电路中，由运行中发生的噪音引起的电源线和地线上的电位波动能够得到抑制。对比起来，在相关技术1的SOI类的半导体集成电路器件中，联接到电源线和地线的是一个低电容的扩散层。在器件运行中，供电电位和地电位多半由于结构上的原因而变动。在电路运行中供电电位和地电位的波动与电路瞬变的供电电压相当。因此，电路的运行速度大为改变。在最坏时，电路可能失灵。因此，为了将半导体衬底的电位固定在地电位上，在一些SOI型半导体集成电路器件中，地线和半导体衬底是相互联接的。就连在这种情况下，电源线上的电位还是易于改变的。为了解决上面的问题，在未经审查的日本专利公报No.3-222361中(此后称此为相关技术2)已提出了一种SOI类型的半导体集成电路器件。在相关技术2的半导体集成电路器件中，P沟道MOS晶体管和n沟道MOS晶体管是制作在一层半导体层中，这层半导体层夹隔一层绝缘层形成在一块半导体衬底上。按照相关技术2，P沟道晶体管接到信号线上并有倒换器电路的性能。电源线和地线是接到绝缘层、埋入的绝缘层中，紧靠着晶体管之下构成的两个电极。这两个电极具有平板状，它们之间隔开一定的间距相互对立，以此体现一个电容器。由于这种结构，在电源线和地线之间有一个大的电容。因而，当集成电路运行时发生在电源线和地线上的电位波动就能够被抑制。然而，相关技术2没有揭示出在埋入的绝缘层中建立电极方法。绝缘层和平板状电极是交替层叠着的，并且单晶半导体层是制作在绝缘层和平板状电极两者之上。估计它会产生制作工艺很复杂和制作成本很高的缺点。此外，相关技术1和2以及MOS半导体电路都有一个当晶体管运行时因为散热引起的电学特性、特别是迁移率变坏的问题。例如，使开态电流下降的问题。具体说，就按照与相关技术1有关的SOI器件而言，紧靠晶体管下的绝缘层、埋入的绝缘层的热传导率通常低到使向半导体衬底的散热不能完全实现。换句话说，由于电源线、地线和信号线与晶体管联接，所以晶体管的部分散热被排到布线上。然而，因为布线的热容量小，因而散热不能完全实现。由晶体管产生的热便积累起来。当它运行时晶体管的温度便升高。从而使MOS晶体管的电学特性低劣。本专利技术的目的是要在不增加面积的情况下以简单的SOI结构减小与半导体集成电路相连的电源线和地线上的电位波动。本专利技术的另一目的是要改善晶体管的散热效率并且使电学特性的变劣减至最低限度。本专利技术提供了一种具有半导体集成电路部分的半导体集成电路器件，该集成电路部分在一块半导体衬底中形成在夹隔内部绝缘层建立在半导体衬底基体上的一层半导体层中。该半导体集成电路器件包括一个n型半导体导电区、一个P型半导体导电区、一条电源线和一条地线。n型和P型半导体导电区相互接触地形成在半导体衬底中的绝缘层下面。电源线自半导体集成电路部分引伸，而地线自半导体集成电路部分引伸。电源线接至n型半导体导电区。地线则直接接至P型半导体导电区。按照本专利技术，在半导体集成电路器件中，半导体衬底最好有一SOI结构。此外，在本专利技术的半导体集成电路器件中，半导体集成电路部分最好有一个相互联接的n型晶体管和P型晶体管，从而实现一个倒换器电路。此外，在本专利技术的半导体集成电路器件中，n型半导体导电区和P型半导体导电区之间的边界表面最好实现为一个电容器。此外，在本专利技术的半导体集成电路器件中，从半导体集成电路引伸的电源线最好直接接到n型半导导电区上，而由半导体集成电路引伸的地线最好直接接到P型半导体导电区上。而且，在本专利技术的半导体集成电路器件中，n型半导体导电区和P型半导体导电区最好层叠在半导体衬底上或者彼此并列相接。附图的简要说明附图说明图1是表示相关技术1的一种SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图；图2是表示相关技术2的一种SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图图3是表示相关技术3的一种SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图；图4是表示本专利技术第一实施例的SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图；图5是表示本专利技术第二实施例的SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图；图6是表示本专利技术第三实施例的SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图；以及图7是表示本专利技术第四实施例的SOI型半导体集成电路器件的结构剖视图。在解说本专利技术的实施例之前，为了更好地了解本专利技术，将参照图1到图3描述现有技术的半导体集成电路器件。在图1到图3中，相同的部件用同一标号表示。参照图1，具有相关技术1的SOI结构的半导体集成电路器件7包含一个P型或一个n型的半导体衬底基体11，并夹隔一层绝缘层13在半导体衬底基体11上建立一层半导体层9，而所有这些全部形成在一P型或一n型的衬底中。在半导体层9中形成一个P沟道MOS晶体管15p和一个n沟道MOS晶体管15n。在这个例子中，P沟道MOS晶体管15p和n沟道MOS晶体管15n与电源线17、地线19和信号线21连接，以此有了倒换器电路的性能。图2表示一个根据图1中所示结构形成的并有相关技术2的SOI型半导体集成电路。参照图2，例如，SOI型半导体集成电路部分23具有一个P沟道MOS晶体管15p和一个n沟道MOS晶体管15n，它们形成在夹隔一层绝缘层13建立在一半导体衬底基体11上的半导体层中，而所有这些全都形成在一半导体衬底中。在此例中，P沟道MOS晶体管15p和n沟道MOS晶体管15n与电源线17、地线19和信号线21连接，并具备了倒换器电路的性能。电源线17和地线19与在埋入的绝缘层13内且位于紧靠晶体管15p和15n下面所形成的电极25和27连接。电极25和27形成为平板状且隔着一定间隔相互对立着，以此实现一个电容器。由于这种结构，在电源线17和地线19之间有一个大电容。从而，当集成电路运行时产生在电源线17和地线19上的电位波动就能受到抑制。图3是表示一个根据图3中所示结构形成的并有未审查日本专利公告号7-106579(以后称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有在一块半导体衬底中形成在夹隔一层绝缘层建立在一半导体衬底基体上的半导体层中的半导体集成电路部分的半导体集成电路器件，其特征在于，所说的器件包括一个ｎ型半导体导电区、一个Ｐ型半导体导电区、一条电源线和一条地线，所说的ｎ型半导体导电区和所说的Ｐ型半导体导电区是相互接触地形成在所说的半导体衬底中的所说的绝缘层下面，所说的电源线自所说的半导体集成电路部分引伸，而所说的地线自所说的半导体集成电路部分引伸，所说的电源线与所说的ｎ型半导体导电区直接连接，所说的地线与所说的Ｐ型导电区直接连接。

【技术特征摘要】
JP 1997-3-28 77419/971.一种具有在一块半导体衬底中形成在夹隔一层绝缘层建立在一半导体衬底基体上的半导体层中的半导体集成电路部分的半导体集成电路器件，其特征在于，所说的器件包括一个n型半导体导电区、一个P型半导体导电区、一条电源线和一条地线，所说的n型半导体导电区和所说的P型半导体导电区是相互接触地形成在所说的半导体衬底中的所说的绝缘层下面，所说的电源线自所说的半导体集成电路部分引伸，而所说的地线自所说的半导体集成电路部分引伸，所说的电源线与所说的n型半导体导电区直接连接，所说的地线与所说的P型导电区直接连接。2.按照权利要求1所说的半导体集成电路器件，其特征在于，所说的半导体衬底有一个SOI的结构。3.按照权利要求1所说的半导体集成电路器件，其特征在于，所说的半导体集成电路部分具有一个包括相互联接的n型晶体管和P型晶体管的倒换电路。4.按照权利要求1所说的半导体集成电路器件，其特征在于，在所说的n型半导体导电区和所说的P型半导体导电区之间的边界表面实现一个电容器。5.按照权利要求1所说的半导体集成电路器件，其特征在于，所说的n型半导体导电区...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田和志，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]